JP3993291B2

JP3993291B2 - 回転工具

Info

Publication number: JP3993291B2
Application number: JP02425198A
Authority: JP
Inventors: 清文赤羽
Original assignee: 株式会社アルプスツール
Priority date: 1998-02-05
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2018-02-05
Also published as: JPH11221733A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等に装着されるポリゴン加工用の回転工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤等の刃物台に回転工具を取り付け、この回転工具と主軸とを相対回転させつつポリゴン加工等の断続切削を行なう場合がある。
【０００３】
ポリゴン加工は、例えば正六角形のような偶数の正多角形にワークを切削する場合、その角数の半分の例えば正三角形に刃物を配置した回転工具を用いて行なう。ワークと回転工具は平行軸上で同一方向に回転させ、回転工具の回転数はワークの回転数の倍とする。長いワークの場合は、回転工具をワークの軸方向に送るようにする。
【０００４】
ところが、ポリゴン加工等の断続切削を行なうと切込が大きく変化するので、回転工具等にビビリと呼ばれる振動を発生し、加工精度を低下させ、ワークの仕上げ面に悪影響を及ぼす。
【０００５】
従来、そのような問題を解決する手段として、主軸にフライホイールを取り付けたり、伝動系の歯車のバックラッシュを小さくすること等が試みられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フライホイールの装着や、バックラッシュの低減は実際上困難であり、ポリゴン加工等におけるビビリ防止の効果を上げるまでには至っていない。
【０００７】
一方、主軸の剛性を高め、バックラッシュやガタツキの影響を受け難くしたポリゴン加工専用機を用いれば精度の良いポリゴン加工を行なうことができる。しかし、専用機は汎用性がなく、設置スペースを多く取る等の欠点がある。
【０００８】
したがって、本発明は、専用機を用いることなく旋盤等の通常の工作機械により精度良くポリゴン加工等の断続切削を行なうことができる手段を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明は、次のような手段を採用する。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、先端にポリゴンカッター（１１）が取り付けられる主軸（２）をケース本体（１）で回転可能に保持した回転工具において、上記主軸（２）とケース本体（１）との間に形成された環状空室（１２）内にころがり軸受（１３）が収納され、該ころがり軸受（１３）の内外輪（１３ａ、１３ｂ）が上記環状空室（１２）内でそれぞれ主軸（２）とケース本体（１）に主軸（２）の前後方向にスライド可能に嵌め込まれ、上記環状空室（１２）の後部は上記ケース本体（１）により閉じられ、上記環状空室（１２）の前部は、上記ポリゴンカッター（１１）の背後で上記主軸（２）にスライド可能に嵌め込まれたラビリンスカラー（１５）により閉じられ、上記内外輪（１３ａ、１３ｂ）を上記主軸の前後方向に相対的にスライドさせて上記ころがり軸受（１３）に抵抗力を加える弾性体（１４）が上記環状空室（１２）内に挿入され、上記ラビリンスカラー（１５）と上記ケース本体（１）との間にラビリンス（１８）が形成された回転工具を採用する。
【００１１】
請求項２の発明は、上記弾性体（１４）がスペーサー（１７）と重ね合わされることで上記ころがり軸受（１３）に生じる抵抗力が調整される請求項１に記載の回転工具を採用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係る回転工具の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１〜図４に示されるように、この回転工具は、ケース本体１と、該ケース本体１内に挿通された主軸２とを備えている。主軸２はケース本体１の中心を貫く空洞内にボールベアリング３、４を介し支えられている。ケース本体１の側面からは、シャンク５が分岐している。シャンク５の中には主軸２に対し傘歯車６、７を介して動力を伝達する分岐軸８が挿入されている。分岐軸８の後端には、該分岐軸８を工作機等の本体の駆動部に接続するためのクラッチ爪９が設けられている。
【００１４】
この回転工具は、そのケース本体１及びシャンク５を介して、例えばタレット旋盤のタレット式刃物台に着脱自在に取り付けられる。取り付けと同時にクラッチ爪９が工作機械側の図示しないクラッチ爪と噛み合い、主軸２が回転可能になる。
【００１５】
主軸２は、ケース本体１をその前後に貫通しており、ケース本体１外に突出した先端部には、複数本のバイト１０を固定したポリゴンカッター１１が取り付けられている。この実施の形態では、ポリゴンカッター１１はワーク（図示せず）に対して正六角形のポリゴン切削を行うべく三本のバイト１０を有し、各バイト１０はそれらのチップの刃先１０ａが正三角形の頂点に来るように固定されている。ワークとしては望ましくは丸棒が用いられる。
【００１６】
図４に示されるように、この回転工具には、ポリゴン加工の際にビビリと呼ばれる振動が発生しないように主軸２に対してブレーキを掛けるブレーキ手段が装着されている。
【００１７】
すなわち、回転工具の前部において主軸２とケース本体１との間に環状空室１２が形成され、この環状空室１２内にころがり軸受であるローラーベアリング１３が収納されている。このローラーベアリング１３の介在は回転工具の剛性を高める上で役立つ。ローラーベアリング１３の内外輪１３ａ、１３ｂは、環状空室１２内でそれぞれ主軸２とケース本体１にスライド可能に嵌め込まれている。そして、ローラーベアリング１３に抵抗が生じるように内輪１３ａ又は外輪１３ｂがポリゴンカッター１１により後方へ押圧され、外輪１３ｂがケース本体１の起立した内壁面１ａにより前方に押圧されている。また、外輪１３ｂとケース本体１の内壁面１ａとの間には弾性体である皿バネ１４が介装されている。このようにローラーベアリング１１は、そのローラー１３ｃが内外輪１３ａ、１３ｂを介し、かつ弾性体１４を介し前後から挟み込まれるので、比較的大きな抵抗力を発生し、主軸に制動力を作用させポリゴン加工に伴う振動を吸収する。
【００１８】
なお、ポリゴンカッター１１による内輪１３ａの押圧はラビリンスカラー１５を介して行われている。ラビリンスカラー１５は主軸２の前部をポリゴンカッター１１の背後で遮蔽するためのもので主軸２の前端にスライド可能に嵌め込まれている。ポリゴンカッター１１が止めネジ１６で主軸２に固定されることによりラビリンスカラー１５は後方へ押され、それに伴い内輪１３ａを後方へと押している。
【００１９】
上記ローラーベアリング１３は、より具体的にはテーパーローラーベアリングであるが、上述のような抵抗力を生じさせるものであればこれに代えてボールベアリングを用いることも可能である。
【００２０】
上記弾性体としての皿バネ１４は主軸２の前後方向に複数枚重ね合わされているが一枚であってもよいし、また、皿バネ１４に代えてＯリング、コイルバネ等を用いることも可能である。
【００２１】
上記弾性体である皿バネ１４は、スペーサー１７と重ね合わされた状態で外輪１３ｂとケース本体１の内壁面１ａとの間に挿入されている。このスペーサー１７はリング状のカラーであり、厚さが異なるものと交換することにより上記皿バネ１４に対する押圧力を調整し、上記ローラーベアリング１３に掛かる抵抗力を加減することができる。
【００２２】
スペーサー１７等の装着、交換等は次のようにして行う。まず、止めネジ１６を緩めてポリゴンカッター１１を主軸２から外し、続いてラビリンスカラー１５、ローラーベアリング１３、皿バネ１４の順に主軸２とケース本体１との間の環状空室１２から抜き取り、最後にスペーサー１７を抜き取る。その後、図示しない他のサイズのスペーサーを挿入し、上記と逆の操作により組み立て、皿バネ１４の変形量を調整する。皿バネ１４の変形量の調整によりローラーベアリング１３に掛かる抵抗力の大きさひいては主軸に掛かるブレーキ力が加減される。
【００２３】
次に、上記回転工具の作用について説明する。
【００２４】
丸棒状のワークにポリゴン切削を行い、正六角形断面の棒を得るものとする。主軸２のポリゴンカッター１１に三本のバイト１０を固定する。バイト１０はそれらの先端１０ａが正三角形の頂点に来るように位置決めする。
【００２５】
ワークと主軸２とを平行な軸上で同じ方向に回転させる。主軸２の回転数はワークの回転数の倍とする。切削の開始と同時に切削油の供給が開始される。また、ワークが長尺物である場合は、ワーク又は回転工具をワークの軸方向に移動させる。これにより、ポリゴン加工が行われ、丸棒のワークから六角棒が切り出される。
【００２６】
ポリゴン加工の際、環状空室１２内において皿バネ１４がローラーベアリング１３の前後方向で外輪１３ｂを内輪１３ａの方へ押し、その結果ローラー１３ｃは内外輪１３ａ、１３ｂに挟まれて抵抗力を発生し、主軸２に対して制動力を掛けることになる。これにより、ワークのポリゴン切削において生じ易い主軸２のビビリが防止され、精度の良い加工が行われる。
【００２７】
なお、上記実施の形態では弾性体である皿バネ１４をローラーベアリング１３の外輪１３ｂ側に設けたが、内輪１３ａとラビリンスカラー１５との間に設けて前後方向上内輪１３ａを外輪１３ｂの方へ押すようにしてもよい。或いは、ローラー１３ｃを図示のものと反対向きに傾斜させ、皿バネ１４の位置をローラーベアリング１３の前後で入れ替えるようにしてもよい。或いは、皿バネ１４などの弾性体をローラーベアリング１３の前後双方に配置するようにしてもよい。
【００２８】
その他、ポリゴンカッター１１等に掛けられる切削油は、ラビリンスカラー１５とケース本体１との間に形成されるラビリンス１８により環状空室１２内への進入を阻止される。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、主軸とケース本体との間に形成された環状空室内にころがり軸受を収納していることから、回転工具の剛性を高め工作精度を上げることができる。また、ころがり軸受の内外輪を環状空室内でそれぞれ主軸とケース本体にスライド可能に嵌め込み、内外輪を相対的にスライドさせてころがり軸受に抵抗力を加える弾性体を環状空室内に挿入していることから、ころがり軸受を介して主軸の回転に制動力を加えることができ、従ってポリゴン加工等の切込が大きく変化する切削を行ってもビビリと呼ばれる主軸の振動の発生を防止し、ポリゴン加工等の断続切削を精度良く行うことができる。しかも、専用機を用いることなく旋盤等の通常の工作機械により精度良くポリゴン加工等の断続切削を行なうことができる。
【００３０】
また、本発明において、弾性体をスペーサーと重ね合わせる場合は、ころがり軸受に生じる抵抗力ひいては主軸に掛けるブレーキ力を適度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転工具の垂直断面図である。
【図２】上記回転工具の正面図である。
【図３】上記回転工具の本体ケースの底面図である。
【図４】図１中要部の拡大図である。
【符号の説明】
１…ケース本体
２…主軸
１１…ポリゴンカッター
１２…環状空室
１３…ローラーベアリング
１３ａ…内輪
１３ｂ…外輪
１３ｃ…ローラー
１４…弾性体
１７…スペーサー

Claims

先端にポリゴンカッターが取り付けられる主軸をケース本体で回転可能に保持した回転工具において、上記主軸とケース本体との間に形成された環状空室内にころがり軸受が収納され、該ころがり軸受の内外輪が上記環状空室内でそれぞれ主軸とケース本体に主軸の前後方向にスライド可能に嵌め込まれ、上記環状空室の後部は上記ケース本体により閉じられ、上記環状空室の前部は、上記ポリゴンカッターの背後で上記主軸にスライド可能に嵌め込まれたラビリンスカラーにより閉じられ、上記内外輪を上記主軸の前後方向に相対的にスライドさせて上記ころがり軸受に抵抗力を加える弾性体が上記環状空室内に挿入され、上記ラビリンスカラーと上記ケース本体との間にラビリンスが形成されたことを特徴とする回転工具。
上記弾性体がスペーサーと重ね合わされることで上記ころがり軸受に生じる抵抗力が調整されることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。